無機化工相關(guān)知識

1、化工導(dǎo)論化工導(dǎo)論第二章第二章 無機化工無機化工 無機化學工業(yè)是相對于有機化無機化學工業(yè)是相對于有機化學工業(yè)而言的龐大工業(yè)部門，它是學工業(yè)而言的龐大工業(yè)部門，它是發(fā)展最早的化工部門，在推動化工發(fā)展最早的化工部門，在推動化工技術(shù)的發(fā)展上作出過重要的貢獻。技術(shù)的發(fā)展上作出過重要的貢獻。例如在過去，曾以硫酸產(chǎn)量的多少例如在過去，曾以硫酸產(chǎn)量的多少為標志，來衡量一個國家化學工業(yè)為標志，來衡量一個國家化學工業(yè)的發(fā)達程度，但現(xiàn)在已讓位給乙烯的發(fā)達程度，但現(xiàn)在已讓位給乙烯了。了。無機化工的特點無機化工的特點1、無機化工發(fā)展歷史長，對人類生存和科技發(fā)、無機化工發(fā)展歷史長，對人類生存和科技發(fā)展具有積極的推動作用和

2、影響。展具有積極的推動作用和影響。 2、無機化工產(chǎn)品是重要的基本化工原料，產(chǎn)量、無機化工產(chǎn)品是重要的基本化工原料，產(chǎn)量大，通用性強。大，通用性強。 3、與有機化工產(chǎn)品相比，品種相對較少，生產(chǎn)、與有機化工產(chǎn)品相比，品種相對較少，生產(chǎn)過程相對簡單。過程相對簡單。4、新型無機化工產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，有些是高科技、新型無機化工產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，有些是高科技產(chǎn)品，如鋰離子電池材料等。產(chǎn)品，如鋰離子電池材料等。 無機化工原料無機化工原料 無機化學工業(yè)的原料來源很廣，無機化學工業(yè)的原料來源很廣，大致可分五大類：空氣、水、化大致可分五大類：空氣、水、化學礦物、化石燃料（煤、石油、學礦物、化石燃料（煤、石油、天然氣等）及

3、生物質(zhì)資源。天然氣等）及生物質(zhì)資源。一、酸、堿（三酸、兩堿）一、酸、堿（三酸、兩堿）二、化肥（氮肥、磷肥、鉀肥）二、化肥（氮肥、磷肥、鉀肥）三、無機鹽產(chǎn)品（電池原料、水處理劑等）三、無機鹽產(chǎn)品（電池原料、水處理劑等）四、無機非金屬材料（先進陶瓷、炭材料、四、無機非金屬材料（先進陶瓷、炭材料、 人造金剛石等）人造金剛石等）主要無機化工產(chǎn)品和用途主要無機化工產(chǎn)品和用途一、酸和堿一、酸和堿1、硫酸、硫酸 (H2SO4)、硝酸、硝酸 (HNO3)、鹽酸、鹽酸 (HCl)；2、燒堿、燒堿 (氫氧化鈉，氫氧化鈉，NaOH)、純堿、純堿 (碳酸鈉，碳酸鈉， Na2CO3)；3、無機鹽、無機鹽 (由金屬離子或

4、銨離子與酸根離子組由金屬離子或銨離子與酸根離子組 成的物質(zhì)）成的物質(zhì)）二、化 肥1、氮肥（尿素、硝酸銨、氯化銨、硫、氮肥（尿素、硝酸銨、氯化銨、硫 酸銨等）；酸銨等）；2、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥（偏磷酸鉀、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥（偏磷酸鉀、 磷酸銨等磷酸銨等）無機鹽產(chǎn)品無機鹽產(chǎn)品1、電池工業(yè)原料、電池工業(yè)原料 鋅鋅-錳電池錳電池-用氯化鋅和氯化銨作電解質(zhì)，用氯化鋅和氯化銨作電解質(zhì)，氯化汞作緩蝕劑；氯化汞作緩蝕劑； 鋰離子二次電池鋰離子二次電池-用鈷酸鋰、錳酸鋰作正用鈷酸鋰、錳酸鋰作正極材料；六氟磷酸鋰、高氯酸鋰作電解質(zhì)。極材料；六氟磷酸鋰、高氯酸鋰作電解質(zhì)。R6 - 普通鋅普通鋅-錳電池（錳電池（5號

5、）號）R20 -普通鋅普通鋅-錳電池（錳電池（1號）號）LR6 - 堿性鋅堿性鋅-錳電池（錳電池（5號）號）無汞無汞 - 不含不含HgCl2緩蝕劑緩蝕劑Li-MnO2-鋰（一次）電池鋰（一次）電池Ni-Cd - 鎳鎳-鎘（二次）電池鎘（二次）電池Ni-MH - 鎳鎳-氫（二次）電池氫（二次）電池Li-ion - 鋰離子（二次）電池鋰離子（二次）電池水處理劑水處理劑殺菌劑殺菌劑（抑制水中菌藻和微生物的滋長）（抑制水中菌藻和微生物的滋長）-次氯酸鈉、漂白粉等；次氯酸鈉、漂白粉等；絮凝劑絮凝劑（加快水中懸浮物和污泥的沉降）（加快水中懸浮物和污泥的沉降）-硫酸鋁、聚氯化鋁、氯化鐵等硫酸鋁、聚氯化鋁、氯

6、化鐵等。無機非金屬材料無機非金屬材料1、先進陶瓷（精細陶瓷或特種陶瓷）、先進陶瓷（精細陶瓷或特種陶瓷） 結(jié)構(gòu)陶瓷結(jié)構(gòu)陶瓷-利用其熱、機械、化學功能，利用其熱、機械、化學功能，具有耐熱、耐磨損、高強度、高硬度、耐具有耐熱、耐磨損、高強度、高硬度、耐沖擊、隔熱性能的一大類陶瓷材料。沖擊、隔熱性能的一大類陶瓷材料。 功能陶瓷功能陶瓷-利用其電、磁、聲、光、催利用其電、磁、聲、光、催化、生物化學等功能，主要是作為絕緣材化、生物化學等功能，主要是作為絕緣材料、壓電材料、磁性材料、電子材料、生料、壓電材料、磁性材料、電子材料、生物醫(yī)用材料、抗菌陶瓷材料等。物醫(yī)用材料、抗菌陶瓷材料等。2 2、新型炭材料、新

7、型炭材料 碳纖維碳纖維-碳纖維及其復(fù)合材料具碳纖維及其復(fù)合材料具有高比強度、高比模量、耐高溫、有高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異導(dǎo)熱、熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能。它們既作為結(jié)構(gòu)材料承載負性能。它們既作為結(jié)構(gòu)材料承載負荷，又作為功能材料發(fā)揮作用。荷，又作為功能材料發(fā)揮作用。 石墨的理想層面結(jié)構(gòu)石墨的理想層面結(jié)構(gòu)熱處理過程中炭前軀體的結(jié)構(gòu)變化熱處理過程中炭前軀體的結(jié)構(gòu)變化碳纖維增強機翼 人造金剛石人造金剛石-通常以純石墨為通常以純石墨為原料，鐵、鉻等為催化劑，在高溫原料，鐵、鉻等為催化劑，在高溫高壓下合成人造金

8、剛石。近年出現(xiàn)高壓下合成人造金剛石。近年出現(xiàn)新的低壓合成方法：熱絲化學氣相新的低壓合成方法：熱絲化學氣相沉積法（沉積法（CVD法）、等離子體氣相法）、等離子體氣相沉積法等。用于磨料、切削工具、沉積法等。用于磨料、切削工具、電子器件涂膜等電子器件涂膜等。 碳納米管碳納米管-由碳原子組成的管由碳原子組成的管狀大分子，單壁納米管的直徑在狀大分子，單壁納米管的直徑在0.4至至1.8納米。其抗張強度是高強合金納米。其抗張強度是高強合金鋼的鋼的20倍；具有優(yōu)異的場致發(fā)射功倍；具有優(yōu)異的場致發(fā)射功能?？捎糜诩{米電路、更薄更省電能。可用于納米電路、更薄更省電的平面顯示器、掃描電鏡的探針、的平面顯示器、掃描電鏡

9、的探針、氫氣儲存等用途。氫氣儲存等用途。碳碳納納米米管管典型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝典型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝接觸法生產(chǎn)硫酸工藝接觸法生產(chǎn)硫酸工藝（1）二氧化硫的制備）二氧化硫的制備（2）含二氧化硫原料氣的凈化）含二氧化硫原料氣的凈化（3）二氧化硫氧化為三氧化硫）二氧化硫氧化為三氧化硫（4）三氧化硫的吸收）三氧化硫的吸收接觸法生產(chǎn)硫酸工藝接觸法生產(chǎn)硫酸工藝硫鐵礦硫鐵礦 二氧化硫制備二氧化硫制備 原料氣的凈化原料氣的凈化 三氧化硫制備三氧化硫制備 二氧化硫吸收二氧化硫吸收SO2 + 0.5O2 SO3 + QSO3 + H2O H2SO4 + Q 4FeS + 7O2 2Fe2O3 + 4SO2 + Q稀硫酸洗滌稀硫

10、酸洗滌, 除去氧化砷等除去氧化砷等合成氨生產(chǎn)工藝合成氨生產(chǎn)工藝1、原料氣的制備、原料氣的制備 造氣過程以水蒸氣作為氣化劑，將原料造氣過程以水蒸氣作為氣化劑，將原料煤或焦炭氣化，得到的混合氣叫水煤氣；煤或焦炭氣化，得到的混合氣叫水煤氣； 2、脫硫、脫硫 脫除對合成氨催化劑有害的硫化氫、二脫除對合成氨催化劑有害的硫化氫、二硫化碳、硫醇、硫醚、噻吩等。硫化碳、硫醇、硫醚、噻吩等。 3、CO變換變換 通過變換工序使得原料氣中的一氧化碳通過變換工序使得原料氣中的一氧化碳與水蒸氣作用變?yōu)闅浜投趸?；與水蒸氣作用變?yōu)闅浜投趸迹?4、脫、脫CO2 采用物理吸收和化學吸收方法，脫除原采用物理吸收和化學吸收

11、方法，脫除原料氣中的二氧化碳；料氣中的二氧化碳； 5、氨的合成、氨的合成 在高溫（在高溫（400 oC）、高壓（）、高壓（30MPa）和）和催化劑（催化劑（Fe等）作用下，進行合成反應(yīng)。等）作用下，進行合成反應(yīng)。合成氨生產(chǎn)工藝合成氨生產(chǎn)工藝煤、焦炭煤、焦炭水蒸氣水蒸氣 造造 氣氣脫脫 硫硫 CO變換變換 脫脫CO2 CO + H2O CO2 + H2 N2 + H2 NH3 C + H2O CO + H2 合合 成成無機化工的發(fā)展無機化工的發(fā)展舉例：舉例：（1）非晶硅太陽能電池材料）非晶硅太陽能電池材料（2）鋰離子電池材料）鋰離子電池材料（3）高純納米碳酸鈣）高純納米碳酸鈣簡答題簡答題1、無機化工包括哪些類產(chǎn)品？、無機化工包括哪些類產(chǎn)品？2、無機非金屬材料中的硅酸鹽材料包括哪幾種？、無機非金屬材料中的硅酸鹽材料包括哪幾種？3、燒堿是用什么方法生產(chǎn)的？、燒堿是用什么方法生產(chǎn)的？4、三酸兩堿都包括那些酸和堿？、三酸兩堿都包括那些酸和